Die „Pioneer-Anomalie“ und andere rätselhafte Effekte …

Vorbeiflug an der Erde
In dieser Illustration fliegt die Rosetta-Sonde an der Erde vorbei. Seltsamerweise weicht die Geschwindigkeit solcher Sonden ein wenig von den Berechnungen ab.
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ESA (C. Carreau)

Fachleute sind in der Lage, die Bahn eines Satelliten oder einer Raumsonde äußerst genau zu berechnen. Sie können auf die Minute genau voraussagen, wann eine Sonde in einigen Jahren an einem Planeten oder Mond eintreffen wird. Das ist auch nötig, denn Sonden müssen ganz exakt durch das Sonnensystem gesteuert werden, wenn sie ihr Ziel erreichen sollen.

Die Rosetta-Sonde beispielsweise kam – wie Jahre zuvor geplant – am 22. Mai 2014 an dem kleinen Kometen 67P an – über zehn Jahre nach ihrem Start. Mehrfach flog sie auf ihrem Weg durchs Sonnensystem ganz knapp an anderen Himmelskörpern wie Erde, Mars und Asteroiden vorbei, ließ sich von deren Anziehungskraft einfangen und anschließend auf den neuen Kurs „schleudern“. Bei diesen sogenannten Swing-by-Manövern muss genau der richtige Winkel getroffen werden, sonst würde eine Sonde weit vom Kurs abkommen.

Doch bei Rosetta und mehreren anderen Sonden, die lange nach dem Start noch einmal die Bahn der Erde kreuzten, um weiteren Schwung zu holen, entdeckte man etwas Merkwürdiges: Sie flogen zwar wie geplant an der Erde vorbei, aber sie flogen zu schnell – wenn auch nur ein paar Millimeter pro Sekunde schneller als vorausberechnet, sodass die Mission dadurch nicht in Gefahr geriet.

Umgekehrt hat man bei Sonden, die schon vor mehreren Jahrzehnten gestartet wurden und die inzwischen die äußeren Regionen unseres Sonnensystems erreicht haben, festgestellt: Sie fliegen einen kleinen Tick langsamer als sie es eigentlich sollten. Bemerkt hat man diese seltsame „Abbremsung“ zuerst bei zwei Pioneer-Sonden der NASA – nach ihnen wurde das Phänomen „Pioneer-Anomalie“ genannt.

In all diesen Fällen rätselten die Fachleute lange über die Ursache. Inzwischen glauben sie, zumindest den Grund für die Pioneer-Anomalie gefunden zu haben: Die Sonden geben etwas Strahlung ab – und zwar vor allem in Flugrichtung. Diese Strahlung könnte – so die Vermutung – für den Bremseffekt verantwortlich sein. Das wäre ungefähr so, als ob du beim Fahrradfahren pfeifst und der Luftstrom, den du dabei nach vorne pustest, dein Tempo abbremsen würde.